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OpenGl实战笔记（2）基于qt5.15.2+mingw64+opengl实现纹理贴图

news 来源：原创 2025/5/7 13:43:41

一、作用原理

1、作用：将一张图片（纹理）映射到几何体表面，提升视觉真实感，不增加几何复杂度。
2、原理：加载图片为纹理 → 上传到 GPU；为顶点设置纹理坐标（如 0~1 范围）；GPU 在渲染时插值纹理坐标；片元着色器中采样纹理颜色 → 显示图案。简单说，就是“把图贴上去”。

二、实现效果
在这里插入图片描述
三、参考代码

读取本地的png图片贴到四边形几何体表面

//TextureRenderer 类
#pragma once
#include "RenderModuleInterface.h"
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QOpenGLTexture>
#include <QOpenGLBuffer>
#include <QOpenGLVertexArrayObject>
#include <QImage>
#include <QMatrix4x4>// 简单纹理渲染器：负责初始化 OpenGL 资源、加载纹理并进行屏幕渲染
class TextureRenderer : public RenderModuleInterface, protected QOpenGLFunctions
{
public:TextureRenderer();~TextureRenderer();// 初始化 OpenGL 状态与资源，只执行一次void initialize() override;// 设置视口大小（通常来自窗口resize事件）void resize(int w, int h) override;// 执行渲染流程（清屏、绑定shader和纹理、绘制）void render() override;// 设置外部纹理图像（功能扩展）void setTextureImage(const QImage& image);// 设置 MVP（模型视图投影）矩阵，可用于变换控制void setModelMatrix(const QMatrix4x4& model);private:QOpenGLShaderProgram shader;      // 着色器程序QOpenGLTexture* texture = nullptr;// 纹理对象QOpenGLBuffer vbo;                // 顶点缓冲对象QOpenGLVertexArrayObject vao;     // 顶点数组对象QMatrix4x4 mvpMatrix;             // 模型视图投影矩阵int viewportWidth = 0;            // 视口宽度int viewportHeight = 0;           // 视口高度bool isInitialized = false;       // 初始化标志
};
#include "TextureRenderer.h"
#include <QDebug>// 顶点着色器源码：传递位置与纹理坐标，并应用 MVP 变换
static const char* vertexShaderSrc = R"(
#version 330 core
layout(location = 0) in vec2 position;
layout(location = 1) in vec2 texCoord;
out vec2 TexCoord;
uniform mat4 u_mvp;
void main()
{TexCoord = texCoord;gl_Position = u_mvp * vec4(position, 0.0, 1.0);
})";
// 片段着色器源码：根据纹理坐标采样颜色输出
static const char* fragmentShaderSrc = R"(
#version 330 core
in vec2 TexCoord;
out vec4 FragColor;
uniform sampler2D u_texture;
void main()
{FragColor = texture(u_texture, TexCoord);
})";
TextureRenderer::TextureRenderer() {}
TextureRenderer::~TextureRenderer()
{if (texture) {delete texture;texture = nullptr;}vao.destroy();vbo.destroy();
}
void TextureRenderer::initialize()
{if (isInitialized) return;initializeOpenGLFunctions();if (shader.isLinked()) return;// 设置清除背景色glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);// 默认创建蓝色纹理（128x128）QImage img(128, 128, QImage::Format_RGBA8888);img.fill(QColor(0, 0, 255, 255));texture = new QOpenGLTexture(img.mirrored());// 编译并链接着色器bool vs = shader.addShaderFromSourceCode(QOpenGLShader::Vertex, vertexShaderSrc);bool fs = shader.addShaderFromSourceCode(QOpenGLShader::Fragment, fragmentShaderSrc);if (!vs || !fs || !shader.link()) {qDebug() << "Shader Compile Error:" << shader.log();return;}// 顶点数据（位置 + 纹理坐标）GLfloat vertices[] = {-0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f,0.5f, -0.5f,  1.0f, 0.0f,0.5f,  0.5f,  1.0f, 1.0f,0.5f,  0.5f,  1.0f, 1.0f,-0.5f,  0.5f,  0.0f, 1.0f,-0.5f, -0.5f,  0.0f, 0.0f};shader.bind();vao.create();vao.bind();vbo.create();vbo.bind();vbo.allocate(vertices, sizeof(vertices));// 配置顶点属性指针shader.enableAttributeArray(0); // positionshader.setAttributeBuffer(0, GL_FLOAT, 0, 2, 4 * sizeof(float));shader.enableAttributeArray(1); // texCoordshader.setAttributeBuffer(1, GL_FLOAT, 2 * sizeof(float), 2, 4 * sizeof(float));vao.release();vbo.release();shader.release();// 设置默认正交投影矩阵mvpMatrix.ortho(-1, 1, -1, 1, -1, 1);isInitialized = true;
}
void TextureRenderer::resize(int w, int h)
{glViewport(0, 0, w, h);viewportWidth = w;viewportHeight = h;
}
void TextureRenderer::render()
{if (!isInitialized) return;glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glEnable(GL_BLEND);glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);shader.bind();vao.bind();// 设置变换矩阵shader.setUniformValue("u_mvp", mvpMatrix);// 绑定纹理并设置纹理单元glActiveTexture(GL_TEXTURE0);texture->bind();shader.setUniformValue("u_texture", 0);glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);texture->release();vao.release();shader.release();
}
void TextureRenderer::setTextureImage(const QImage& image)
{if (!image.isNull()) {if (texture) {delete texture;texture = nullptr;}texture = new QOpenGLTexture(image.mirrored());}
}
void TextureRenderer::setModelMatrix(const QMatrix4x4& model)
{mvpMatrix = model;
}//使用,这里默认创建的是蓝色纹理，设置图片后将其覆盖了
modules["纹理贴图"] = new TextureRenderer();
// 加载砖墙纹理图片
QImage image(":/images/wall.png");
modules["纹理贴图"]->initialize();
if (!image.isNull()) {dynamic_cast<TextureRenderer*>(modules["纹理贴图"])->setTextureImage(image);
}